高壓電力電纜的故障類型與探測(cè)技術(shù)

王偉

遼寧省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心（遼寧省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院） 遼寧沈陽 110000

1 電力電纜故障常見類型及故障形成的原因

1.1 電纜故障常見類型

①低阻故障低阻故障主要是因?yàn)榻^緣材料本身受損，導(dǎo)致絕緣電阻Rf 較小。出現(xiàn)這一類型的故障，其絕緣電阻可利用低壓脈沖的方式來進(jìn)行測(cè)量。一般來說，低壓動(dòng)力電纜及控制電纜是低阻故障最容易出現(xiàn)的區(qū)域。②高阻故障高阻故障本身也是因?yàn)殡娎|相間或相對(duì)地絕緣受損引起的。③開路故障開路故障主要是電纜的金屬部分連續(xù)性被破壞，造成斷線故障。在這一種故障下，絕緣電阻Rf 表現(xiàn)出無窮大，能達(dá)到規(guī)定的實(shí)際要求，但因?yàn)槠湄?fù)載能力較差，就無法直接將工作電壓傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的終端。同時(shí)不同程度損害了故障點(diǎn)的絕緣性能[1]。

1.2 電纜故障形成的原因

通過對(duì)高壓電纜故障進(jìn)行仔細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)電纜故障主要是因?yàn)椋旱谝唬娎|本身的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響正常的使用。第二，電纜施工方式不當(dāng)，導(dǎo)致電纜在施工環(huán)節(jié)受到不同程度的損傷。第三，因?yàn)殡娎|所處的環(huán)境相對(duì)特殊，電纜本身也容易受到外界環(huán)境的影響，最終留下安全隱患。第四，電纜容易受到外力的影響，進(jìn)而引發(fā)電纜的機(jī)械損傷，其造成的事故占據(jù)電纜總事故的50%。

2 高壓電力電纜的探測(cè)步驟

一般在高壓電纜探測(cè)的過程中，使用常規(guī)性的探測(cè)方法往往無法起到良好的效果，因此需要使用專門化的儀器以及方法對(duì)高壓電纜進(jìn)行故障點(diǎn)探測(cè)。①高壓電纜故障性質(zhì)診斷。在進(jìn)行高壓電纜故障性質(zhì)的診斷過程中，需要針對(duì)以下幾種方面進(jìn)行詳細(xì)的診斷。①需要診斷故障電纜的電阻高低，是屬于高阻電纜還是屬于低阻電纜；②需要診斷故障狀態(tài)，是屬于閃絡(luò)故障還是封閉性故障；③則是需要對(duì)于故障的形式進(jìn)行診斷，是屬于接地故障、短路故障、斷線故障還是以上幾種故障的混合；④需要對(duì)電路故障范圍進(jìn)行詳細(xì)化的劃定，是屬于單相故障、雙向故障還是三相故障。以上幾方面的判斷能夠幫助電力電纜檢修人員在最短的時(shí)間內(nèi)確定故障問題以及故障發(fā)生距離點(diǎn)。②高壓電纜故障測(cè)距。在高壓電纜的故障測(cè)距過程中，測(cè)試人員往往需要使用粗測(cè)的方法。所謂的粗測(cè)也就是在被測(cè)試電纜的一端使用測(cè)試儀器，初步確定故障距離，這能夠更好地縮短故障點(diǎn)的范圍方便檢修人員進(jìn)行下一步的精確確定。③精確測(cè)定故障點(diǎn)。通過前步的粗略測(cè)量，對(duì)電纜的大致路徑走向進(jìn)行詳細(xì)化的進(jìn)一步測(cè)試，這步驟也被稱為精確測(cè)定故障點(diǎn)。通過對(duì)電纜的路徑走向以及工作環(huán)境進(jìn)行計(jì)算后，能夠采用相應(yīng)方法在故障范圍內(nèi)進(jìn)行精確化的故障點(diǎn)確認(rèn)[2]。

3 測(cè)距方法

一般來說常見的測(cè)試方法是采用惠斯頓電橋法，電橋法中又包含有電阻電橋法、電容電橋法兩種。在測(cè)距過程中使用惠斯頓電橋法的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單方便，同時(shí)較為精準(zhǔn)，而惠斯頓電橋法的缺點(diǎn)在于其不適用于高阻電路或發(fā)生了閃絡(luò)性故障的電路。伴隨著電力電子科技的發(fā)展，在近幾年來電力電纜的故障測(cè)試技術(shù)已經(jīng)有了較大的飛躍，除了惠斯頓電橋法之外，又出現(xiàn)了測(cè)距的脈沖電流法、路徑探測(cè)法、脈沖磁場(chǎng)法以及使用聲音信號(hào)時(shí)間差來尋找故障的方法。也就是說在未來的發(fā)展過程中，伴隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，尋找電纜故障的探測(cè)技術(shù)有了全新的發(fā)展方向，進(jìn)入了智能化的階段。在以上幾種測(cè)試方法中，電橋法、駐波法屬于從經(jīng)典測(cè)試方法中發(fā)展而來，低壓脈沖法、脈沖電壓、脈沖電流法屬于在當(dāng)下發(fā)展過程中逐步演化而來的新型測(cè)試方法。新型測(cè)試方法主要是根據(jù)原有的測(cè)試?yán)碚?，通過對(duì)每段線路之間互感的作用來進(jìn)行詳細(xì)的分析，通過波動(dòng)方程計(jì)算出故障點(diǎn)的具體位置。與此同時(shí)，電力電纜發(fā)生故障的原因也直接影響了測(cè)試方法。一般來說，不同的故障情況需要采用不同的方法。

4 脈沖電壓法

脈沖電壓法也被稱為閃測(cè)法，使用脈沖電壓法的主要優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)對(duì)電纜產(chǎn)生嚴(yán)重的損害以及影響，不需要燒穿高阻以及閃絡(luò)性故障，在故障被脈沖信號(hào)擊穿的瞬間會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)反射，隨后經(jīng)過計(jì)算之后就能夠掌握故障點(diǎn)的實(shí)際位置。雖然這種測(cè)試方法較為簡(jiǎn)便，但需要注意的是，這種測(cè)試方法存在著一定的缺陷。首先這種測(cè)試方法安全性較低，在測(cè)試的過程中儀器和高壓回路之間存在電氣連接，很容易導(dǎo)致高壓電流導(dǎo)入儀器，損壞儀器的同時(shí)也有人員傷亡的危險(xiǎn)。其次這種方法在測(cè)試的過程中，高壓電容非常容易產(chǎn)生脈沖信號(hào)短路，這種短路會(huì)導(dǎo)致電阻以及電感產(chǎn)生電壓信號(hào)，進(jìn)而影響維修工作。而如果降低電壓，就會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇y度加大，很難直接擊穿故障點(diǎn)從而產(chǎn)生脈沖。除此之外，使用這種方法的缺點(diǎn)在于進(jìn)行沖閃測(cè)試時(shí)分壓器耦合電壓形成的波形較為平緩，這為分辨工作帶來了困難[3]。

5 結(jié)語

隨著我國(guó)對(duì)電力電纜特性研究的逐步深入，眾多故障測(cè)距以及定位方法都有了實(shí)際化的提升。然而當(dāng)下存在的問題是依舊沒有一種測(cè)試方法能夠應(yīng)用于所有故障線路中，因此在未來的發(fā)展過程中，電力電纜故障檢修人員需要堅(jiān)持具體問題具體分析，根據(jù)電纜的實(shí)際情況來選擇檢查方法。無論是電纜的鋪設(shè)情況，還是電纜所處的環(huán)境因素都屬于檢修人員需要考慮的重要因素，因此采用合適的方法來對(duì)電力電纜的故障進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試，這屬于非常精細(xì)化的工作，要求電力電纜檢修人員能夠給予工作更大的細(xì)心與耐心。怎樣能夠在未來發(fā)生故障時(shí)迅速找到故障點(diǎn)，從而快速解決故障，降低停電損失，成為電力領(lǐng)域研究的主要發(fā)展方向。